JP4651379B2 - 超音波画像処理装置及び超音波画像処理方法、並びに、超音波画像処理プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波撮像装置を示すブロック図である。この超音波撮像装置は、超音波を送受信する超音波用探触子30と、超音波の送受信を制御すると共に、取得された超音波検出信号に基づいて超音波画像を生成する超音波撮像装置本体とを含んでいる。
超音波用探触子30としては、複数の超音波トランスデューサが1次元に配列されたリニアアレイプローブや、複数の超音波トランスデューサが凸面上に配列されたコンベックスアレイプローブ等が用いられる。また、複数の超音波トランスデューサが2次元に配列された2次元アレイプローブを用いても良い。この場合には、超音波用探触子を機械的に移動させることなく異なる複数の断面に関する超音波画像を得ることができる。
A/D変換器52は、信号処理部51において処理されたアナログ信号をディジタル変換することにより、検出データを生成する。
スイッチ55は、生成された音線データについてモフォロジー処理部56におけるスペックル低減処理を行うか否かを切り換える。スイッチ55は、後述する入力部64を用いてユーザにより入力された命令に基づいて制御される。
画像処理部57は、入力された画像データについて、距離減衰を補正するためのSTC(センシティビティ・タイム・コントロール)や、ゲイン調整及びコントラスト調整を含む線形の階調処理や、γ補正を含む非線形な階調処理等の画像処理を施す。
入力部64は、超音波撮像装置本体に種々の命令や情報を入力する際に用いられる入力デバイスである。入力部64は、調節ツマミや、入力ボタンや、キーボードや、タッチパネル等を含む調整卓によって構成されても良いし、外付けキーボードや、マウス等のポインティングデバイスによって構成されても良い。
ユーザが超音波撮像を開始すると、制御部40の制御の下で、設定された周波数を有する超音波ビームが超音波用探触子30から送信され、リニア走査や、セクタ走査や、コンベックス走査や、ラジアル走査等の走査方式によって被検体が走査される。この超音波ビームが被検体内に存在する反射体によって反射され、複数の超音波エコーが超音波用探触子30によって受信される。受信された超音波エコーは、超音波用探触子30において電気信号に変換され、検出信号として超音波撮像装置本体に入力される。
図3の(a)〜(c)は、複数の画素10によって構成される超音波画像を模式的に示している。図3の(a)には、低輝度領域12によって分断された高輝度領域11aが示されている。分断された高輝度領域11aを連結するためには、この超音波画像について、次式(7)に示すモフォロジー処理の基本演算であるダイレーションを施す。即ち、注目画素14を中心とするマスク領域13内の画素の中から最大値を抽出し、注目画素14の画素値をその最大値に変換する処理を、複数の画素10の各々について行う。
このように、画像データについて施される処理の順序を変更することにより、処理の効果を向上させることが可能になる。
ユーザが超音波撮像を開始すると、第1の実施形態において説明したものと同様に、超音波の送信が行われ、被検体からの超音波エコーを受信することにより、検出信号が超音波撮像装置本体に入力される。
図6に示すように、受信フォーカス処理部54から画像データDT(0)が入力されると、ダウンサンプリング部701において、画像データDT(0)が間引きされると共に、間引きされたデータに、ナイキストフィルタ処理等のフィルタ処理が施される。このような処理を繰り返すことにより、空間周波数成分が低いダウンサンプリングデータDT(1)、DT(2)、…、DT(N)が順次生成される。
なお、本実施形態においても、ユーザは、スイッチ55を切り換えることにより、スペックル低減処理が施されていない超音波画像を生成することを選択しても良い。
本実施形態に係る超音波撮像装置を用いて、例えば、超音波周波数が約12MHzの超音波ビームを送受信することによって得られた画像データについて、ダウンサンプリングレート1/2で6つの空間周波数帯域に分割した場合に、重み付け係数k0を大きくすると共に、重み付け係数k1及びk2を小さく設定すると、スペックル低減効果及び輪郭強調効果について、良好な結果が得られている。
モフォロジー処理部82は、入力された画像データについてモフォロジー処理を施すことにより、超音波画像に現れるスペックルを低減する処理を行う。このモフォロジー処理は、本発明の第1の実施形態において、図3を参照しながら説明したものと同様である。
11a〜11c 高輝度領域
12 低輝度領域
13 マスク領域
14 注目画素
30 超音波用探触子
31 挿入部
32 操作部
33 接続コード
34 ユニバーサルコード
35 処置具挿入口
40 制御部
41 記録部
42 駆動信号発生部
43 送受信切換部
50、70、80 ディジタル処理部
51 信号処理部
52 A/D変換器
53 メモリ
54 受信フォーカス制御部
55、81 スイッチ
56、82 モフォロジー処理部
71、83 周波数帯域分割処理部
57 画像処理部
58 ディジタル・スキャン・コンバータ(DSC)
61 画像メモリ
62 D/A変換器
63 表示部
64 入力部
701 ダウンサンプリング部
702、705 アップサンプリング部
703 減算部
704、707 掛算部
706、708 加算部
Claims (5)
- 超音波ビームを用いて被検体内を走査することにより得られた信号に基づいて生成され、超音波画像を構成する複数の画素の画素値を表す画像データを処理する装置であって、
前記画像データについて、前記超音波画像に現れるスペックルを低減する処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理手段によって処理された画像データの走査フォーマットを変換する走査変換手段と、
を具備し、前記画像処理手段が、
前記画像データに対して直列的に処理を施す複数のダウンサンプリング部であって、前記画像データを間引きすると共にフィルタ処理する前記複数のダウンサンプリング部と、
前記複数のダウンサンプリング部に対応して設けられた複数のアップサンプリング部であって、対応するダウンサンプリング部によって処理された画像データに所定の値を表すデータを挿入すると共にフィルタ処理する前記複数のアップサンプリング部と、
前記複数のダウンサンプリング部によって処理される前の画像データと、対応するアップサンプリング部によって処理された画像データとの間で減算処理を行うことにより、複数の空間周波数成分をそれぞれ含む複数の減算データを得る複数の減算部と、
前記複数の減算データに所定の重み付け係数をそれぞれ掛けると共に、元の画像データとデータサイズが等しくなるようにアップサンプリングし、アップサンプリングされた複数の減算データを元の画像データに所定の割合で加算する重み付け加算手段と、
を含む、超音波画像処理装置。 - 前記画像データが、被検体内に挿入されて用いられる超音波内視鏡で被検体内を走査することによって得られた画像データである、請求項1記載の超音波画像処理装置。
- ユーザによって入力された情報に基づいて、前記画像処理手段による処理を行うか否かを切り換える切換手段をさらに具備する、請求項1又は2記載の超音波画像処理装置。
- 超音波ビームを用いて被検体内を走査することにより得られた信号に基づいて生成され、超音波画像を構成する複数の画素の画素値を表す画像データを処理する方法であって、
前記画像データに対して直列的に処理を施す複数のダウンサンプリング部において、前記画像データを間引きすると共にフィルタ処理するステップ(a)と、
前記複数のダウンサンプリング部に対応して設けられた複数のアップサンプリング部において、対応するダウンサンプリング部によって処理された画像データに所定の値を表すデータを挿入すると共にフィルタ処理するステップ(b)と、
前記複数のダウンサンプリング部によって処理される前の画像データと、対応するアップサンプリング部によって処理された画像データとの間で減算処理を行うことにより、複数の空間周波数成分をそれぞれ含む複数の減算データを得るステップ(c)と、
前記複数の減算データに所定の重み付け係数をそれぞれ掛けると共に、元の画像データとデータサイズが等しくなるようにアップサンプリングし、アップサンプリングされた複数の減算データを元の画像データに所定の割合で加算することにより、前記超音波画像に現れるスペックルを低減するステップ(d)と、
ステップ(a)〜(d)において処理された画像データの走査フォーマットを変換するステップ(e)と、
を具備する超音波画像処理方法。 - 超音波ビームを用いて被検体内を走査することにより得られた信号に基づいて生成され、超音波画像を構成する複数の画素の画素値を表す画像データを処理するプログラムであって、
前記画像データに対して直列的に処理を施す複数のダウンサンプリング部において、前記画像データを間引きすると共にフィルタ処理する手順(a)と、
前記複数のダウンサンプリング部に対応して設けられた複数のアップサンプリング部において、対応するダウンサンプリング部によって処理された画像データに所定の値を表すデータを挿入すると共にフィルタ処理する手順(b)と、
前記複数のダウンサンプリング部によって処理される前の画像データと、対応するアップサンプリング部によって処理された画像データとの間で減算処理を行うことにより、複数の空間周波数成分をそれぞれ含む複数の減算データを得る手順(c)と、
前記複数の減算データに所定の重み付け係数をそれぞれ掛けると共に、元の画像データとデータサイズが等しくなるようにアップサンプリングし、アップサンプリングされた複数の減算データを元の画像データに所定の割合で加算することにより、前記超音波画像に現れるスペックルを低減する手順(d)と、
手順(a)〜(d)において処理された画像データの走査フォーマットを変換する手順(e)と、
をCPUに実行させる超音波画像処理プログラム。
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